碳中和时代的污水处理新方向？看看荷兰污水厂是如何转型的

26-05-10 分类：产品中心 阅读(52649)

在碳中和时代，荷兰污水厂通过“NEWs”框架理念进行升级转型，将污水处理厂转变为营养物、能源和再生水三位一体的生产工厂，以下是具体介绍：

“NEWs”框架理念

2008年，荷兰应用水研究基金会将可持续污水处理理念具象化为“NEWs”框架，即Nutrient（营养物）+Energy（能源）+Water（水） factories（工厂）的缩写。在该框架下：

• 能源工厂：有机物作为能量载体，转化后用于弥补运行能耗，实现碳中和运行目的；污水本身所含热量可通过水源热泵转换出大量热/冷能，不仅可贡献于碳中和运行，还能向社会输出热/冷量。
• 营养物工厂：污水中的营养物质，特别是磷，在处理过程中可有效回收，以最大限度延缓磷资源的匮乏速度。
• 再生水厂：有机物及营养物回收完成后，剩下的资源就是再生水。

荷兰还将污水处理工艺步骤概括为6大过程，即预处理、基本处理、后处理、污泥处理、污泥脱水上清液处理、能量转化。

NEWs框架下的概念工艺

• 营养物工厂概念工艺：沉砂池去除无机砂砾后，主要靠生物固磷将污水中磷富集于污泥中沉淀回收；富磷污泥厌氧消化产CH4后经离心机脱水干化，主要从干污泥焚烧灰烬中回收磷，也可氧化上清液产生磷酸盐。该工艺的主要特点是将COD与营养物质分离，分别回收能源与资源。

  

• 能量工厂概念工艺：原水进来以后，要经过微滤网截流颗粒COD；然后经过预沉池沉淀一部分SS；后面采用A - B工艺，A段厌氧消化产生CH4，厌氧氨氧化用于脱氮，最后的磷以化学结晶的方式回收。这一概念工艺的特点是截留COD并使之直接超临界气化产生氢气和甲烷，剩余溶解性COD采用厌氧分解；N、P通过ANAMMOX方式与化学结晶方式去除，以最大化COD转化能源。

  

• 再生水厂概念工艺：目标产品为锅炉补水甚至是饮用水，不过绝大部分最后都会进入芦苇湿地和地表水。同样采用A - B法，原水经过A段和MBR处理之后，加入臭氧，再经过接触池、生物活性炭过滤后，小部分经RO深度处理获得锅炉补充水甚至是饮用水，10％的浓液与另外70％处理水最后排入芦苇湿地或地表水系统。这一概念工艺虽可保证获得稳定的水质和水量，但是MBR与RO这样的膜技术能耗极高，需要有充足的剩余污泥提供有机能量。其特点是最大程度隔离COD并转化能源（A段），生物脱氮（MBR），化学除磷，难降解COD高级氧化。

  

Amersfoort污水厂转型案例

• 改造目标：通过革新污泥处理技术将其转变成为一个区域性污泥处理中心，并增设磷回收单元，期望实现完全能源自给、40％磷回收及75％的污泥经干化后含水率为10％的阶段目标。该厂最大处理量为8900m3·h?1，相当于31500人口当量/d，改造前后污水处理工艺保持不变，即污水经初沉池＋曝气池＋二沉池＋砂滤池处理后，满足N＜10mg·L?1，P < 0.2mg·L?1的出水标准。

  

• 实现能源工厂目标的措施

  采用污泥热压水解技术以提高消化负荷：污泥微生物细胞在高温(150~200℃)高压下发生裂解，以提高污泥水解生物利用率，增加厌氧消化负荷及甲烷产量。

  热电联产技术(CHP)：消化产生的甲烷经CHP以热能和电能的形式完成对污水能源的回收，减少了传统高压水解需要蒸汽驱动水解过程所需的热能。两种关键技术联合使用，不仅可满足完全能量自给，每年还可产生约2000000 kWh的电能对外供电。

• 磷回收：该厂每天可产生2000 t鸟粪石颗粒。通过应用WASSTRIP工艺+Peal单元，避免了富含磷、铵及镁的消化液污泥消化反应器中的结晶，从而减少传统工艺因结晶产生的管道维护费用，同时可减少大量化学污泥，提高了磷回收的效率和纯度。

总结与启示

传统工艺仍然占据着荷兰污水处理的主流，资源、能源回收目前以磷回收与污泥转化能源为主要核心，也最为现实。“NEWs”框架的建立虽然针对未来污水处理方向，但并不预示着既有污水处理设施被推倒重来，也不是新建示范厂，而是强调既有污水厂根据自身情况、因地制宜，这为我国进行污水处理提供了可借鉴的经验。